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FLUENT算例 (9)

FLUENT算例 (9)
FLUENT算例 (9)

计算流体力学作业FLUENT 模拟燃烧

问题描述:长为2m、直径为0.45m的圆筒形燃烧器结构如图1所示,燃烧筒壁上嵌有三块厚为0.0005 m,高0.05 m的薄板,以利于甲烷与空气的混合。燃烧火焰为湍流扩散火焰。在燃烧器中心有一个直径为0.01 m、长为0.01 m、壁厚为0.002 m的小喷嘴,甲烷以60 m/s的速度从小喷嘴注入燃烧器。空气从喷嘴周围以0.5 m/s的速度进入燃烧器。总当量比大约是0.76(甲烷含量超过空气约28%),甲烷气体在燃烧器中高速流动,并与低速流动的空气混合,基于甲烷喷嘴直径的雷诺数约为5.7×103。

假定燃料完全燃烧并转换为:CH4+2O2→CO2+2H2O

反应过程是通过化学计量系数、形成焓和控制化学反应率的相应参数来定义的。利用FLUENT的finite-rate化学反应模型对一个圆筒形燃烧器内的甲烷和空气的混合物的流动和燃烧过程进行研究。

1、建立物理模型,选择材料属性,定义带化学组分混合与反应的湍流流动边界条件

2、使用非耦合求解器求解燃烧问题

3、对燃烧组分的比热分别为常量和变量的情况进行计算,并比较其结果

4、利用分布云图检查反应流的计算结果

5、预测热力型和快速型的NO X含量

6、使用场函数计算器进行NO含量计算

一、利用GAMBIT建立计算模型

第1步启动GAMBIT,建立基本结构

分析:圆筒燃烧器是一个轴对称的结构,可简化为二维流动,故只要建立轴对称面上的二维结构就可以了,几何结构如图2所示。

(1)建立新文件夹

在F盘根目录下建立一个名为combustion的文件夹。

(2)启动GAMBIT

(3)创建对称轴

①创建两端点。A(0,0,0),B(2,0,0)

②将两端点连成线

(4)创建小喷嘴及空气进口边界

②连接AC、CD、DE、DF、FG。

(5)创建燃烧筒壁面、隔板和出口

②将H、I、J、K、L、M、N向Y轴负方向复制,距离为板高度0.05。

③连接GH、HO、OP、PI、IJ、JQ、QR、RK、KL、LS、ST、TM、

MN、NB。

(6)创建流域

将以上闭合线段创建为面。

第2步对空气进口边界进行网格划分

(1)划分甲烷进口边界为等距网格

①点击Edges右侧黄色区域

②按下Shift+鼠标左键,点击AC线段

③Type选Successive Ratio,Radio 选1

④在Spacing下面白色区域右侧下拉列表中选择Interval count

⑤在Spacing下面白色区域内填入网格的个数5

⑥保留其他默认设置,点击APPL Y

(2)划分空气入口边界为不等距网格

①选择FG线时,若线段方向由F指向G,则按住Shift键,用鼠标中

键点击FG线段,使线段方向由G指向F。

②在Type项选择Exponet

③在Ratio项输入0.38

④Spacing选择Interval size 并输入0.005

⑤点击APPL Y

(3)划分小喷嘴壁面为等距网格

①把CD、EF线段划分为网格数为4的等距网格

②把DE线段划分为网格数为3的等距网格

(4)划分燃烧器出口边界为等距网格

把燃烧器出口边界BN划分为35个等距离网格。

(5)划分燃烧器壁面为网格

燃烧器壁面由GH、IJ、KL、MN组成

①在Edges项选择GH、IJ、KL、MN

②在Type项选择Bi-exponent,在Ratio项输入0.55

③在Spacing项选择Interval count,并输入62

④Apply

(6)对壁筒上的三个隔板进行网格划分

①把六个竖直边HO、IP、JQ、KQ、LS、MT分别划分为10个等距网格

②把三个横边OPQRST分别化为2个等距网格

(7)对整个计算域进行面网格划分

①点击Face右侧黄色区域

②按下Shift+鼠标左键,点击面上的边线

③在Elements选择Quad

④在Type项选择Pave

⑤在Spacing项选择Interval size,并输入网格间距0.008

⑥Apply

第3步设置边界类型并输出文件

(1)设置甲烷速度入口边界

①在Action项为Add

②在Name 项填入边界名inlet-fuel

③在Type项选择WELOCITY_INLET

④点击Edges右侧黄色区域

⑤按住Shift键点击AC线段

⑥Apply

(2)设置空气速度入口边界

①在Name 项填入边界名inlet-air

②在Type项选择WELOCITY_INLET

③在Edges项选择FG线段

④Apply

(3)设置压力出流边界

①在Name 项填入边界名outlet

②在Type项选择PRESSURE_OUT

③在Edges项选择BN线段

④Apply

(4)设置对称轴边界

①在Name 项填入边界名axis

②在Type项选择axis

③在Edges项选择AB线段

④Apply

(5)设置小喷嘴的边界类型

①在Name项填入边界名zozzle

②在Type下选择WALL

③在Edges项选择CD、DE、EF

④点击apply

(6)输出网格文件

①在File Name项确认文件名

②选择Export 2-D(X-Y)Mesh

③Apply

二、利用FLENT-2d求解器进行模拟计算

第1步启动FLENT-2d求解器,读入网格文件。

(1)启动FLUENT-2d求解器

(2)读入网格文件combustion.msh

(3)检查网格

(4)网格信息

(5)网格长度单位设置

(6)显示网格

第2步设置求解模型

(1)设置求解器

①在Solver项选择Segregated

②在Formulation项选择Implicit

③在Space项选择Axisymmeric

④在Time项选择Steady

⑤OK

(2)选用k-ε湍流模型

①在Model项选择k-epsilon

②OK

(3)激活能量方程

①选择Energy Equation

②OK

(4)启动化学组分传输和反应

①在Model先选择Species Transport

②在Reaction下选择Volumetric

③在Options下选择Diffusion Energy Source

④在Mixture Material下拉列表中选择methane-air

⑤在Turbulence-Chemistry Interaction 下选择Eddy-Dissipation

⑥OK

第3步流体材料设置

①在Denity下拉列表中选择incomprehensible-ideal-gas

②在Cp项选择Constance,输入1000

③点击Mixture Species 右边的Edit。

④点击Cancel

⑤在Material面板中,点击Reaction下拉列表右边的Edit

⑥OK

⑦使用滚动条检查其余的物性

⑧点击Chang/Create,接受材料物性的设置并关闭对话框

第4步设置边界条件

(1)打开边界条件面板

(2)设定空气进口inlet-air的边界条件

①在Zone项选择inlet-air

②确定在Type项为velocity-inlet

③在Velocity Magnitude项输入空气入口速度0.5

④在Turbulence Specification Method 项选Intensity and Hydraulic

Diameter

⑤在Turbulence Intensity项输入10

⑥在Hydraulic Diameter项输入燃烧筒直径0.45

项输入0.22

⑦Species Mass Fractions 项均为常数,且在O

2

⑧点击OK

(3)设定燃料进口边界条件

①在Zone 项选择inlet_fuel

②确定Type项为velocity-inlet ,点击Set,打开燃料速度入口边界设

置对话框

③设置后点击OK

(4)设定压力出口边界条件

①在Zone项选择outlet

②确定Type项为pressure-outlet点击set,打开压力出流白边界设置

对话框

③进行设置,点击OK

(5)设定燃烧筒外壁的边界条件

①在Zone项选择wall

②点击set,打开壁面边界条件设置对话框

③在Thermal选项卡中的Thermal Conditions项选择Temperature

④在Temperature项输入温度300

⑤保留其他默认设置,点击OK

(6)设置燃料进口喷嘴壁面的边界条件

①在Zone项选择nozzle

②点击set,打开喷嘴壁面边界设置对话框

③在Thermal选项卡中Thermal Conditions项选择Heat Flux

④在Heat Flux项保留默认的零值

⑤保留其他默认设置,点击OK

第5 步初始化流场并求解

(1)设置求解控制参数

①打开求解控制参数设置对话框,在Under-Relaxation Factors项,设置每个组分的松弛因子为0.8

②保留其他默认设置,点击OK

(2)流场初始化

①在Compute From下拉列表中选择all-zones

②设置CH

为0.2

4

③调整温度初始值到2000

④点击Init

(3)在计算期间打开残差图形监视器

①打开残差监视器设置对话框在Options下,选择Print和Plot

②调整energy残差收敛标准为1e-05

③保留其他默认设置,点击OK

(4)保存case文件

打开文件保存对话框,键入文件名combustion1,点击OK

(5)进行1000步迭代计算

打开迭代计算对话框。填入1000

(6)保存case和data文件

Case&Data 保存的文件名为combustion1.cas 和 combustion1.dat (7)绘制温度分布云图

①打开绘制分布云图设置对话框在Option项选择Filled

②在Contours of 下拉列表中选择Temperature...和Static

Temperature

③保留其他默认设置,点击Display

FLUENT推荐书目(2020年7月整理).pdf

2004-06 FLUENT流体工程仿真计算实例与应用韩占忠王敬兰小平北京理工大学出版社 第一章流体力学基础与fluent简介 第二章二维流动与传热的数值计算 第一节冷、热水混合器内部二维流动 第二节喷管内二维非定常流动 第三节三角翼的可压缩外部绕流 第四节三角翼不可压缩的外部绕流(空化模型应用) 第五节vof模型的应用 第六节组分传输与气体燃烧 第三章三维流动与传热的数值计算 第一节冷、热水混合器内的三维流动与换热 第二节粘性流体通过圆管弯头段的三维流动 第三节三维稳态热传导问题 第四节动网格问题 第五节叶轮机械的mixing plane模型 2004-09 计算流体动力学分析CFD软件原理与应用王福军清华大学出版社(偏重理论) 第1章计算流动力学基础知识 第2章基于有限体积法的控制方程离散 第3章基于SIMPLE算法的流场数值计算

第4章三维流模型及其在CFD中的应用 第5章边界条件的应用 第6章网格的生成 第7章FLUENT软件的基本用法 第8章CFD综合应用实例 2007-02 FLUENT技术基础与应用实例王瑞金张凯王刚清华大学出版社 第1章Fluent概述 第2章流体力学基础知识 第3章流体力学数值模拟基础 第4章Fluent软件介绍 第5章速度场的计算 第6章温度场的计算 第7章多相流模型 第8章凝固和融化模型 第9章可动区域中流动问题的模拟 第10章动网格模型 第11章UDF和UDS 第12章Fluent并行计算 第13章Tecplot软件 2008-07 Fluent高级应用与实例分析江帆,黄鹏清华大学出版社第1章 CFD基础 第2章Fluent基本介绍

FLUENT中文全教程1-250

FLUENT 教程 赵玉新 I、目录 第一章、开始 第二章、操作界面 第三章、文件的读写 第四章、单位系统 第五章、读入和操作网格 第六章、边界条件 第七章、物理特性 第八章、基本物理模型 第九章、湍流模型 第十章、辐射模型 第十一章、化学输运与反应流 第十二章、污染形成模型 第十三章、相变模拟 第十四章、多相流模型 第十五章、动坐标系下的流动 第十六章、解算器的使用 第十七章、网格适应 第十八章、数据显示与报告界面的产生 第十九章、图形与可视化 第二十章、Alphanumeric Reporting 第二十一章、流场函数定义 第二十二章、并行处理 第二十三章、自定义函数 第二十四章、参考向导 第二十五章、索引(Bibliography) 第二十六章、命令索引 II、如何使用该教程 概述 本教程主要介绍了FLUENT 的使用,其中附带了相关的算例,从而能够使每一位使用 者在学习的同时积累相关的经验。本教程大致分以下四个部分:第一部分包括介绍信息、用户界面信息、文件输入输出、单位系统、网格、边界条件以及物理特性。第二和第三部分包含物理模型,解以及网格适应的信息。第四部分包括界面的生成、后处理、图形报告、并行处理、自定义函数以及FLUENT 所使用的流场函数与变量的定义。 下面是各章的简略概括 第一部分: z开始使用:本章描述了FLUENT 的计算能力以及它与其它程序的接口。介绍了如何对具体的应用选择适当的解形式,并且概述了问题解决的大致步骤。在本章中,我们给出

了一个可以在你自己计算机上运行的简单的算例。 z使用界面:本章描述了用户界面、文本界面以及在线帮助的使用方法。同时也提供了远程处理与批处理的一些方法。(请参考关于特定的文本界面命令的在线帮助) z读写文件:本章描述了FLUENT 可以读写的文件以及硬拷贝文件。 z单位系统:本章描述了如何使用FLUENT 所提供的标准与自定义单位系统。 z读和操纵网格:本章描述了各种各样的计算网格来源,并解释了如何获取关于网格的诊断信息,以及通过尺度化(scale)、分区(partition)等方法对网格的修改。本章还描述了非一致(nonconformal)网格的使用. z边界条件:本章描述了FLUENT 所提供的各种类型边界条件,如何使用它们,如何定义它们and how to define boundary profiles and volumetric sources. z物理特性:本章描述了如何定义流体的物理特性与方程。FLUENT 采用这些信息来处理你的输入信息。 第二部分: z基本物理模型:本章描述了FLUENT 计算流体流动和热传导所使用的物理模型(包括自然对流、周期流、热传导、swirling、旋转流、可压流、无粘流以及时间相关流)。以及在使用这些模型时你需要输入的数据,本章也包含了自定义标量的信息。 z湍流模型:本章描述了FLUENT 的湍流模型以及使用条件。 z辐射模型:本章描述了FLUENT 的热辐射模型以及使用条件。 z化学组分输运和反应流:本章描述了化学组分输运和反应流的模型及其使用方法。本章详细的叙述了prePDF 的使用方法。 z污染形成模型:本章描述了NOx 和烟尘的形成的模型,以及这些模型的使用方法。 第三部分: z相变模拟:本章描述了FLUENT 的相变模型及其使用方法。 z离散相变模型:本章描述了FLUENT 的离散相变模型及其使用方法。 z多相流模型:本章描述了FLUENT 的多相流模型及其使用方法。 z Flows in Moving Zones(移动坐标系下的流动):本章描述了FLUENT 中单一旋转坐标系,多重移动坐标系,以及滑动网格的使用方法。 z Solver 的使用:本章描述了如何使用FLUENT 的解法器(solver)。 z网格适应:本章描述了explains the solution-adaptive mesh refinement feature in FLUENT and how to use it 第四部分: z显示和报告数据界面的创建:本章描述了explains how to create surfaces in the domain on which you can examine FLUENT solution data z图形和可视化:本章描述了检验FLUENT 解的图形工具 z Alphanumeric Reporting:本章描述了如何获取流动、力、表面积分以及其它解的数据。 z流场函数的定义:本章描述了如何定义FLUENT 面板内出现的变量选择下拉菜单中的流动变量,并且告诉我们如何创建自己的自定义流场函数。 z并行处理:本章描述了FLUENT 的并行处理特点以及使用方法 z自定义函数:本章描述了如何通过用户定义边界条件,物理性质函数来形成自己的FLUENT 软件。 如何使用该手册 z根据你对CFD 以及FLUENT 公司的熟悉,你可以通过各种途径使用该手册 对于初学者,建议如下:

FLUENT帮助里自带的多孔介质算例-经典资料

Tutorial 7. Modeling Flow Through Porous Media Introduction Many industrial applications involve the modeling of ow through porous media, such as _lters, catalyst beds, and packing. This tutorial illustrates how to set up and solve a problem involving gas ow through porous media. The industrial problem solved here involves gas ow through a catalytic converter. Catalytic converters are commonly used to purify emissions from gasoline and diesel engines by converting environmentally hazardous exhaust emissions to acceptable substances. Examples of such emissions include carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx), and unburned hydrocarbon fuels. These exhaust gas emissions are forced through a substrate, which is a ceramic structure coated with a metal catalyst such as platinum or palladium. The nature of the exhaust gas ow is a very important factor in determining the performance of the catalytic converter. Of particular importance is the pressure gradient and velocity distribution through the substrate. Hence CFD analysis is used to designe_cient catalytic converters: by modeling the exhaust gas ow, the pressure drop and the uniformity of ow through the substrate can be determined. In this tutorial, FLUENT is used to model the ow of nitrogen gas through a catalytic converter geometry, so that the ow _eld structure may be analyzed. This tutorial demonstrates how to do the following: _ Set up a porous zone for the substrate with appropriate resistances. _ Calculate a solution for gas ow through the catalytic converter using the pressurebased solver. _ Plot pressure and velocity distribution on speci_ed planes of the geometry. _ Determine the pressure drop through the substrate and the degree of non-uniformity of ow through cross sections of the geometry using X-Y plots and numerical reports. 许多工业应用都涉及通过多孔介质(如过滤器,催化剂床和填料)的流动模型。本教程说明如何建立和解决涉及气体通过多孔介质的问题。 这里解决的工业问题涉及通过催化转换器的气体流量。催化转化器通常用于通过将对环境有害的废气排放物转化为可接受的物质来净化汽油和柴油发动机的排放物。 这种排放的例子包括一氧化碳(CO),氮氧化物(NOx)和未燃烧的碳氢化合物燃料。这些废气排放物被迫通过衬底,该衬底是涂覆有诸如铂或钯的金属催化剂的瓷结构。 排气流量的性质是决定催化转化器性能的一个非常重要的因素。特别重要的是通过基底的压力梯度和速度分布。因此,使用CFD分析来设计催化转换器:通过对排气流量进行建模,可以确定通过基板的流量的压降和流量的均匀性。在本教程中,FLUENT 用于模拟通过催化转化器几何形状的氮气流量,从而可以分析流量结构。 本教程演示了如何执行以下操作: _设置具有适当阻力的基材的多孔区域。 _使用基于压力的解算器计算通过催化转化器的气体流量的解决方案。 _绘制几何体特定平面上的压力和速度分布。 _确定通过基材的压降和不均匀的程度 通过使用X-Y图和数字报告的几何横截面的流量。 Prerequisites This tutorial assumes that you are familiar with the menu structure in FLUENT and that you have completed Tutorial 1. Some steps in the setup and solution procedure will not be shown explicitly. 本教程假设您熟悉FLUENT中的菜单结构您已完成教程1.设置和解决方案过程中的某些步骤不会明确显示。

(完整版)《FLUENT中文手册(简化版)》

FLUENT中文手册(简化版) 本手册介绍FLUENT的使用方法,并附带了相关的算例。下面是本教程各部分各章节的简略概括。 第一部分: ?开始使用:描述了FLUENT的计算能力以及它与其它程序的接口。介绍了如何对具体的应用选择适当的解形式,并且概述了问题解决的大致步骤。在本章中给出了一个简单的算例。 ?使用界面:描述用户界面、文本界面以及在线帮助的使用方法,还有远程处理与批处理的一些方法。?读写文件:描述了FLUENT可以读写的文件以及硬拷贝文件。 ?单位系统:描述了如何使用FLUENT所提供的标准与自定义单位系统。 ?使用网格:描述了各种计算网格来源,并解释了如何获取关于网格的诊断信息,以及通过尺度化(scale)、分区(partition)等方法对网格的修改。还描述了非一致(nonconformal)网格的使用. ?边界条件:描述了FLUENT所提供的各种类型边界条件和源项,如何使用它们,如何定义它们等 ?物理特性:描述了如何定义流体的物理特性与方程。FLUENT采用这些信息来处理你的输入信息。 第二部分: ?基本物理模型:描述了计算流动和传热所用的物理模型(包括自然对流、周期流、热传导、swirling、旋转流、可压流、无粘流以及时间相关流)及其使用方法,还有自定义标量的信息。 ?湍流模型:描述了FLUENT的湍流模型以及使用条件。 ?辐射模型:描述了FLUENT的热辐射模型以及使用条件。 ?化学组分输运和反应流:描述了化学组分输运和反应流的模型及其使用方法,并详细叙述了prePDF 的使用方法。 ?污染形成模型:描述了NOx和烟尘的形成的模型,以及这些模型的使用方法。 第三部分: ?相变模拟:描述了FLUENT的相变模型及其使用方法。 ?离散相变模型:描述了FLUENT的离散相变模型及其使用方法。 ?多相流模型:描述了FLUENT的多相流模型及其使用方法。 ?移动坐标系下的流动:描述单一旋转坐标系、多重移动坐标系、以及滑动网格的使用方法。 ?解法器(solver)的使用:描述了如何使用FLUENT的解法器。 ?网格适应:描述了如何优化网格以适应计算需求。 第四部分: ?显示和报告数据界面的创建:本章描述了explains how to create surfaces in the domain on which you can examine FLUENT solution data ?图形和可视化:本章描述了检验FLUENT解的图形工具 ?Alphanumeric Reporting:本章描述了如何获取流动、力、表面积分以及其它解的数据。 ?流场函数的定义:本章描述了如何定义FLUENT面板内出现的变量选择下拉菜单中的流动变量,并且告诉我们如何创建自己的自定义流场函数。 ?并行处理:本章描述了FLUENT的并行处理特点以及使用方法 ?自定义函数:本章描述了如何通过用户定义边界条件,物理性质函数来形成自己的FLUENT软件。 如何使用该手册 对于初学者,建议从阅读“开始”这一章起步。 对于有经验的使用者,有三种不同的方法供你使用该手册:按照特定程序的步骤从按程序顺序排列的目录列表和主题列表中查找相关资料;从命令索引查找特定的面板和文本命令的使用方法;从分类索引查找特定类别信息(在线帮助中没有此类索引,只能在印刷手册中找到它)。 什么时候使用Support Engineer:Support Engineer能帮你计划CFD模拟工程并解决在使用FLUENT 中所遇到的困难。在遇到困难时我们建议你使用Support Engineer。但是在使用之前有以下几个注意事项:●仔细阅读手册中关于你使用并产生问题的命令的信息 ●回忆导致你产生问题的每一步 ●如果可能的话,请记下所出现的错误信息 ●对于特别困难的问题,保存FLUENT出现问题时的日志以及手稿。在解决问题时,它是最好的资源。

FLUENT算例 (9)模拟燃烧

计算流体力学作业FLUENT 模拟燃烧 问题描述:长为2m、直径为0.45m的圆筒形燃烧器结构如图1所示,燃烧筒壁上嵌有三块厚为0.0005 m,高0.05 m的薄板,以利于甲烷与空气的混合。燃烧火焰为湍流扩散火焰。在燃烧器中心有一个直径为0.01 m、长为0.01 m、壁厚为0.002 m的小喷嘴,甲烷以60 m/s的速度从小喷嘴注入燃烧器。空气从喷嘴周围以0.5 m/s的速度进入燃烧器。总当量比大约是0.76(甲烷含量超过空气约28%),甲烷气体在燃烧器中高速流动,并与低速流动的空气混合,基于甲烷喷嘴直径的雷诺数约为5.7×103。 假定燃料完全燃烧并转换为:CH4+2O2→CO2+2H2O 反应过程是通过化学计量系数、形成焓和控制化学反应率的相应参数来定义的。利用FLUENT的finite-rate化学反应模型对一个圆筒形燃烧器内的甲烷和空气的混合物的流动和燃烧过程进行研究。 1、建立物理模型,选择材料属性,定义带化学组分混合与反应的湍流流动边界条件 2、使用非耦合求解器求解燃烧问题 3、对燃烧组分的比热分别为常量和变量的情况进行计算,并比较其结果 4、利用分布云图检查反应流的计算结果 5、预测热力型和快速型的NO X含量 6、使用场函数计算器进行NO含量计算 一、利用GAMBIT建立计算模型 第1步启动GAMBIT,建立基本结构 分析:圆筒燃烧器是一个轴对称的结构,可简化为二维流动,故只要建立轴对称面上的

二维结构就可以了,几何结构如图2所示。 (1)建立新文件夹 在F盘根目录下建立一个名为combustion的文件夹。 (2)启动GAMBIT (3)创建对称轴 ①创建两端点。A(0,0,0),B(2,0,0) ②将两端点连成线 (4)创建小喷嘴及空气进口边界 ①创建C、D、E、F、G点

大涡模拟的fluent算例

Introduction:This tutorial demonstrates how to model the2D turbu-lent?ow across a circular cylinder using LES(Large Eddy Simula-tion),and compute?ow-induced noise(aero-noise)using FLUENT’s acoustics model. In this tutorial you will learn how to: ?Perform2D Large Eddy Simulation(LES) ?Set parameters for an aero-noise calculation ?Save surface pressure data for an aero-noise calculation ?Calculate aero-noise quantities ?Postprocess an aero-noise solution Prerequisites:This tutorial assumes that you are familiar with the menu structure in FLUENT,and that you have solved or read Tu-torial1.Some steps in the setup and solution procedure will not be shown explicitly. Problem Description:The problem considers turbulent air?ow over a2D circular cylinder at a free stream velocity U of69.19m/s. The cylinder diameter D is1.9cm.The Reynolds number based on the?ow parameters is about90000.The computational do-main(Figure3.0.1)extends5D upstream and20D downstream of the cylinder,and5D on both sides of it.If the computational domain is not taken wide enough on the downstream side,so that no reversed?ow occurs,the accuracy of the aero-noise prediction may be a?ected.The rule of thumb is to take at least20D on the downstream side of the obstacle. c Fluent Inc.June20,20023-1

fluent多相流算例

Tutorial:Dam-Break Simulation Using FLUENT’s Volume of Fluid Model Purpose This tutorial examines the dam-break problem using the Volume of Fluid(VOF)multiphase model. This tutorial demonstrates how to do the following: ?Set up a dam-break problem. ?Choose the time step by estimating the maximum possible velocity of the interface and the grid cell dimension. ?Solve the problem using the VOF model. ?Manipulate the solution parameters. Prerequisites This tutorial assumes that you are familiar with the FLUENT interface and that you have a good understanding of basic setup and solution procedures.In this tutorial,you will use VOF multiphase model,so you should have some experience with it.This tutorial will not cover the mechanics of using this model;instead,it will focus on the application of this model to solve a dam-break problem. If you have not used this model before,it would be helpful to?rst refer to the FLUENT6.3 User’s Guide and the FLUENT6.2Tutorial Guide. Problem Description The initial setup of the dam-break problem is shown in Figure1. In this problem,a rectangular column of water,in hydrostatic equilibrium,is con?ned between two walls.Gravity is acting downwards with a magnitude of-9.81m/s2.At the beginning of the calculation,the right wall is removed and the water is allowed to?ow out to the horizontal wall.

fluent的一个实例(波浪管道的内部流动模拟).

基于FLUENT 的波浪管道热传递耦合模拟 CFD 可以对热传递耦合的流体流动进行模拟。CFD 模拟可以观察到管道内部的流动行为和热传递,这样可以改进波浪壁面复杂通道几何形状中的热传递。 目的: (1) 创建由足够数量的完整波浪组成的波浪管道,提供充分发展条件; (2) 应用周期性边界条件创建波浪通道的一部分; (3) 研究不同湍流模型以及壁面函数对求解的影响; (4) 采用固定表面温度以及固定表面热流量条件,确定雷诺数与热特性之间的 关系。 问题的描述: 通道由重复部分构成,每一部分由顶部的直面和底部的正弦曲面构成,如图。 图1 管道模型 空气的流动特性如下: 质量流量: m=0.816kg/s; 密度: ρ=1kg/m 3; 动力粘度:μ=0.0001kg/(m ·s); 流动温度: Tb=300K ; 流体其他热特性选择默认项。 流动初试条件: x 方向的速度=0.816m/s ; 湍动能=1m 2/s 2; 湍流耗散率=1×105m 2/s 3。 所有湍流模型中均采用增强壁面处理。 操作过程: 一、 完整波浪管道模型的数值模拟 (1) 计算 Re=uH/v=0.816×1/ (0.0001/1) =8160 Cf/2=0.0359Re -0.2=0.0359× (8160)-0.2=0.0059259 0628.00059259.0816.02 =?==f t C u u y +=u t y/v y=0.00159

(2)创建网格 本例为波浪形管道,管道壁面为我们所感兴趣的地方所以要局部细化。入口和出口处的边界网格设置如图。 图2 边网格 生成面网格 图3 管道网格 (3)运用Fluent进行计算 本例涉及热传递耦合,所以在fluent中启动能量方程,如图。 图4 能量方程

FLUENT算例 (3)三维圆管紊流流动状况的数值模拟分析

三维圆管紊流流动状况的数值模拟分析 在工程和生活中,圆管内的流动是最常见也是最简单的一种流动,圆管流动有层流和紊流两种流动状况。层流,即液体质点作有序的线状运动,彼此互不混掺的流动;紊流,即液体质点流动的轨迹极为紊乱,质点相互掺混、碰撞的流动。雷诺数是判别流体流动状态的准则数。本研究用CFD 软件来模拟研究三维圆管的紊流流动状况,主要对流速分布和压强分布作出分析。 1 物理模型 三维圆管长2000mm l =,直径100mm d =。 流体介质:水,其运动粘度系数6 2 110m /s ν-=?。 Inlet :流速入口,10.005m /s υ=,20.1m /s υ= Outlet :压强出口 Wall :光滑壁面,无滑移 2 在ICEM CFD 中建立模型 2.1 首先建立三维圆管的几何模型Geometry 2.2 做Blocking 因为截面为圆形,故需做“O ”型网格。

2.3 划分网格mesh 注意检查网格质量。 在未加密的情况下,网格质量不是很好,如下图 因管流存在边界层,故需对边界进行加密,网格质量有所提升,如下图

2.4 生成非结构化网格,输出fluent.msh等相关文件 3 数值模拟原理 紊流流动

当以水流以流速20.1m /s υ=,从Inlet 方向流入圆管,可计算出雷诺数10000υd Re ν ==,故圆管内流动为紊流。 假设水的粘性为常数(运动粘度系数62 110m /s ν-=?)、不可压流体,圆管光滑,则流动的控制方程如下: ①质量守恒方程: ()()()0u v w t x y z ρρρρ????+++=???? (0-1) ②动量守恒方程: 2()()()()()()()()()()[]u uu uv uw u u u t x y z x x y y z z u u v u w p x y z x ρρρρμμμρρρ??????????+++=++??????????'''''????+---- ???? (0-2) 2 ()()()()()()()()()()[]v vu vv vw v v v t x y z x x y y z z u v v v w p x y z y ρρρρμμμρρρ??????????+++=++??????????'''''????+- ---???? (0-3) 2 ()()()()()()()()()()[]w wu wv ww w w w t x y z x x y y z z u w v w w p x y z z ρρρρμμμρρρ??????????+++=++??????????'''''????+- ---???? (0-4) ③湍动能方程: ()()()()[())][())][())]t t k k t k k k ku kv kw k k t x y z x x y y k G z z μμρρρρμμσσμμρεσ????????+++=+++????????? ?+ ++-?? (0-5) ④湍能耗散率方程: 212()()()()[())][())][())]t t k k t k k u v w t x y z x x y y C G C z z k k εεμμρερερερεεεμμσσμεεεμρσ??????? ?+++=+++??????????+++-?? (0-6) 式中,ρ为密度,u 、ν、w 是流速矢量在x 、y 和z 方向的分量,p 为流体微元体上的压强。 方程求解:采用双精度求解器,定常流动,标准ε-k 模型,SIMPLEC 算法。 4 在FLUENT 中求解计算紊流流动 4.1 FLUENT 设置 除以下设置为紊流所必须设置的外,其余选项和层流相同,不再详述。

fluent6.3算例在linux集群(服务器)上提交方法大全

LINUX系统上FLUENT算例提交方法大全 ——classic1573@https://www.doczj.com/doc/801175031.html, Fluent任务的提交方法有多种,我只会linux系统的一种一、对于**.pbs文件的修改: #!/bin/sh -l #PBS -N fluent #PBS -q batch #PBS -l nodes=1:ppn=4 ####fluent env ###### export PA TH=/opt/Fluent.Inc/bin:$PATH FLUENTSOLVER=2d cd $PBS_O_WORKDIR exportrDir=`pwd` echo $rDir exportjoufile=N-0.001.N2.jou exportoutfile=N-0.001.N2.out INPUT=$rDir/$joufile OUTPUT=$rDir/$outfile rm -f pnodes1 rm -f pnodes exportpnodes_tmp=`cat $PBS_NODEFILE` echo $pnodes_tmp | sort > pnodes1 sed 's/ /\n/g' pnodes1 >pnodes exportncpus=`cat pnodes | wc -l` fluent -pethernet -g $FLUENTSOLVER -t $ncpus -cnf=pnodes -i $INPUT >$OUTPUT 2>&1 1 增大ppn=?的值可以提高计算速度。 2 exportPATH=/opt/Fluent.Inc/bin:$PATH是linux刀片服务器上安装的fluent路径,入不确定可通过如下方法查找 (在ssh界面内输入指令) (首先输入cd回车返回主文件夹,输入ls查看所在文件夹内包含的文件(这时候是查不到fluent路径的,这不操作只是告诉你先在所处的位置),然后输入cd /opt回车,这是后就进入隐藏的文件夹路径opt里面(注意:里面的文件基本都是系统文件,不懂不要随意修改,比如当时差点把fluent6.3.26的license文件内容修改掉,那麻烦就大了),输入ls查看opt 中的文件内容,如果装有会有有关fluent的文件(比如Fluent.Inc等),然后在输入cd Fluent.Inc/回车,进入该文件夹,ls查看文件内容,里面会有bin文件夹,在输入cd bin/回车进入bin文件夹,ls可以查看里面的文件内容(千万不要对文件做修改),然会输入pwd 回车,界面就给出了你的fluent路径,复制到阴影部分就行了,然会记得输入cd返回主文件夹。 3 FLUENTSOLVER=2d(根据自己的算例是2维还是3维、单精度还是双精度来确定,有

fluent实例

Fluent 实例分析求解操作 一、实例简介 本实例主要是求解管道内速度场的操作过程,其中, 管道的宽度远大于它的高度,所以侧壁对速度场的影响比较小,可以对速度场的模拟进行简化。简化后如下图所示,这是原来管道z=0处XY 截面,他可以看做槽道,其长度为50mm ,高度为1mm 。由于其长高比大于10符合槽道流动的必要条件,设槽道入口的水流速为0.1m/s 。 二、实例操作步骤 1、利用Gambit 建立计算区域和指定边界条件类型 步骤1:文件的创建及其求解器的选择 (1)启动Gambit 软件 (2)建立新文件 选择File-New 打开如下图所示文件创建框,输入channel 作为创建的文件名。 (3)选择求解器 单击主菜单Solver 在弹出的对话框中选择FLUENT5/6,即利用Fluent 求解器求解。 步骤2:创建控制点 选择Operation-Geometry-V ertex 打开如下图所示对话框 进口 L H 出口 y O

在左边XYZ坐标对应的三个文本框中依次输入四个控制点坐标分别为(0,0,0)、(0,1,0)、(50,1,0)、(50,0,0)创建后如下图所示 步骤3:创建边 选择Operation-Geometry-Edge,打开如下图所示对话框

在上图上面对话框中点击向上的箭头即可得到下面的对话框,选择2、3控制点单击向右的箭头在上面的框中单击Apply即可使2、3号控制点连线,同理把其余点依次连线组成矩形 如右图所示 步骤4:创建面 选择Operation-Geometry-Face即可打开一对话框,在Edges文本框中把四根线都选上,然后单击Apply,可以看到四根线变成蓝色表明面已经创立。利用Gambit软件右下角Global Control中Shade按钮就可以看到创建的面,如下图所示 步骤5:网格划分

第01章-fluent简单算例21

第一章开始 赵玉新(国防科技大学航天学院) 注意:此文只用于流体力学的教学和科学研究,如若涉及到版权问题请于本人联系。 本章对FLUENT做了大致的介绍,其中包括:FLUENT的计算能力,解决问题时的指导,选择解的形式。为了便于理解,我们在本章演示了一个简单的例子,该例子的网格文件在安装光盘中已准备好。 引言 FLUENT是用于模拟具有复杂外形的流体流动以及热传导的计算机程序。它提供了完全的网格灵活性,你可以使用非结构网格,例如二维三角形或四边形网格、三维四面体/六面体/金字塔形网格来解决具有复杂外形的流动。甚至可以用混合型非结构网格。它允许你根据解的具体情况对网格进行修改(细化/粗化)。 对于大梯度区域,如自由剪切层和边界层,为了非常准确的预测流动,自适应网格是非常有用的。与结构网格和块结构网格相比,这一特点很明显地减少了产生“好”网格所需要的时间。对于给定精度,解适应细化方法使网格细化方法变得很简单,并且减少了计算量。其原因在于:网格细化仅限于那些需要更多网格的解域。 FLUENT是用C语言写的,因此具有很大的灵活性与能力。因此,动态内存分配,高效数据结构,灵活的解控制都是可能的。除此之外,为了高效的执行,交互的控制,以及灵活的适应各种机器与操作系统,FLUENT使用client/server结构,因此它允许同时在用户桌面工作站和强有力的服务器上分离地运行程序。 在FLUENT中,解的计算与显示可以通过交互界面,菜单界面来完成。用户界面是通过Scheme语言及LISP dialect写就的。高级用户可以通过写菜单宏及菜单函数自定义及优化界面。 程序结构 该FLUENT光盘包括:FLUENT解算器;prePDF,模拟PDF燃烧的程序;GAMBIT, 几何图形模拟以及网格生成的预处理程序;TGrid, 可以从已有边界网格中生成体网格的附加前处理程序;filters (translators)从CAD/CAE软件如:ANSYS,I-DEAS,NASTRAN,PATRAN 等的文件中输入面网格或者体网格。图一所示为以上各部分的组织结构。注意:在Fluent 使用手册中"grid" 和"mesh"是具有相同所指的两个单词

Fluent经典实例分析

一年一度的毕业设计就要到来了,CAE软件依然是流体专业众多学子毕设的拦路虎,为了使各高校流体同学顺利完成毕业设计以及有志于在流体行业有一番作为的青年才俊迅速掌握一门技能,从而更好地适应职场需求,北京经纬云图仿真科技有限公司感谢各位同行的支持和厚爱,特组织各方面CAE软件专家长期进行免费在线网络培训,诚邀您的参与!特此声明:本公司的所有培训将主要以工程实例为基础进行,让您真正的学到知识,懂得原理,而不仅仅是简单的软件操作。最重要的一点是为了回馈广大同仁们,本公司的培训完全免费,机不可失失不再来啊! 主办单位:北京经纬云图仿真科技有限公司 培训时间:每周五晚8:00---9:30 培训方式:在线免费网络培训 培训2000人QQ群:281194860(参与培训请加入,注明:FLUENT培训) 培训内容:见附录 附录:1,基础流动计算 以AICD装置为例,说明利用fluent进行基础的流动模拟的步骤,包括计算设置和简单的后处理 2,两相流Mix模型应用 以某烟雾报警器为例,利用mix两相流模型,预测烟雾报警器内部的烟雾浓度分布 3,空化问题 以某拉瓦尔喷管型的空化装置为例,利用mix两相流模型和空化模型,计算装置内的水的空化情况 4,水的蒸发和凝结 以某水蒸气动力装置为例,利用mix两相流模型和蒸发凝结模型(fluent自带蒸发凝结模型和udf编程),并利用瞬态计算的方法,得到装置的瞬时流场分布和水凝结情况 5,湿空气的露点问题 以某实验装置为例,说明露点问题与蒸发凝结问题的本质区别,利用mix两相流模型和udf 露点模型,计算过冷空气中的水析出的问题,并与理论结果进行对比 6,萃取问题(溶液间传质问题) 以某反应塔的一层为例,利用mix两相流模型、组分输运模型和udf传质模型,计算甲苯的萃取过程,以及利用瞬态计算的方法,得到脉动进口条件对于萃取过程的影响 7,水中气泡上升 以某鱼缸中通过气泡的模型为例,利用vof两相流模型和udf气泡源,利用瞬态计算的方法,得到水中的连续气泡上升的流动动画 8,融化、蒸发联合作用问题 以低压力环境中的固态铝加热为例,利用vof两相流模型、融化凝固模型、蒸发凝结模型和udf加热源,利用瞬态计算的方法,计算铝融化后的液面形状 9,粒子冲蚀问题

FLUENT实例5个-fluent仿真模拟实例

前言 为了使学生尽快熟悉计算流体软件FLUENT以及更好的掌握计算流体力学的计算模型,本书编制了几个简单的模型,包括了组分燃烧、管内流动、换热和房间温度场四个方面的内容。其中概括了二维和三维的模型,描述详细,可根据步骤建模、划分网格和计算以及后处理。本书不可能面面具到并进行详细讲解,但相信读者通过本书的学习,一定能领会其中的技巧。

目录 前言﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍1 燃烧器内甲烷和空气的燃烧﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍3 管内层流流动数值计算﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 38 蒸汽喷射器内的传热模拟﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 52 组分传输与气体燃烧算例﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 75 空调房间温度场的模拟﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍102

燃烧器内甲烷和空气的燃烧 问题描述 这个问题在图1中以图解的形式表示出来。此几何体包括一个简化的向燃烧腔加料的燃料喷嘴,由于几何结构对称可以仅做出燃烧室几何体的1/4模型。喷嘴包括两个同心管,其 直径分别是4个单位和10个单位,燃烧室的边缘与喷嘴下的壁面融合在一起。 一、利用GAMBIT建立计算模型 启动GAMBIT。 第一步:选择一个解算器 选择用于进行CFD计算的求解器。 操作:Solver -> FLUENT5/6 第二步:生成两个圆柱体 1、生成一个柱体以形成燃烧室 操作:GEOMETRY-> VOLUME-> CREATE VOLUME R 打开Create Real Cylinder窗口,如图2所示 图1:问题图示

a) 在柱体的Height 中键入值1.2。 b) 在柱体的Radius 1 中键入值0.4。 Radius 2的文本键入框可留为空白,GAMBIT 将默认设定为Radius 1值相等。 c) 选择Positive Z (默认)作为Axis Location 。 d) 点击Apply 按钮。 2、按照上述步骤以生成一个Height =2,Radius 1 =1并以positive z 为轴的柱体。 3、点击在Global Control 工具栏左上部的FIT TO WINDOW 命令按钮,去观察柱体的生成。 这两个柱体在图3中示出,按住鼠标左键并拖动它以观察视图的旋转。你可以按下鼠标右键并把鼠标沿靠近或远离你的方向拖动以放大或缩小视图。 4、移动生成的第一个柱体以使它在大柱体的前面。 操作:GEOMETRY -> VOLUME -> MOVE /COPY /ALIGN VOLUMES 图2:生成圆柱对话框 图3:两个圆柱

Fluent经典问题及答疑4

Fluent经典问题及答疑4 1.在gambit中对一体积成功的进行了体网格,网格进行了examine mesh,也没有什么问题,可当要进行边界类型(boundary type)的设定时,却发现type 只有node,element_side两项,没有什么wall,pressure_outlet等。为何无法定义边界? ===> 因为没有选择求解器为fluent 5/6 2.在FLUENT模拟以后用display下的操作都无法显示,不过刚开始用的是好的,然后就不行了,为什么? ===> DirectX 控制面板中的“加速”功能禁用即可 3.把带网格的几个volume,copy到另一处,但原来split的界面,现在都变成了wall,怎么才能把wall 变成内部流体呢? ===〉直接边界面定义为interior即可 第3题:在数值模拟过程中,离散化的目的是什么?如何对计算区域进行离散化?离散化时通常使用哪些网格?如何对控制方程进行离散?离散化常用的方法有哪些?它们有什么不同? 注:我将原题目的提问顺序进行了修改调整,这样更利于回答。 4.FLUENT中常用的文件格式类型:dbs,msh,cas,dat,trn,jou,profile等有什么用处? 在Gambit目录中,有三个文件,分别是default_id.dbs,jou,trn文件,对Gambit运行save,将会在工作目录下保存这三个文件:default_id.dbs,default_id.jou,default_id.trn。 jou文件是gambit命令记录文件,可以通过运行jou文件来批处理gambit命令; dbs文件是gambit默认的储存几何体和网格数据的文件; trn文件是记录gambit命令显示窗(transcript)信息的文件; msh文件可以在gambit划分网格和设置好边界条件之后export中选择msh文件输出格式,该文件可以被fluent求解器读取。 Case文件包括网格,边界条件,解的参数,用户界面和图形环境。 Data文件包含每个网格单元的流动值以及收敛的历史纪录(残差值)。Fluent自动保存文件类型,默认为date和case文件 Profile文件边界轮廓用于指定求解域的边界区域的流动条件。例如,它们可以用于指定入口平面的速度场。 读入轮廓文件,点击菜单File/Read/Profile...弹出选择文件对话框,你就可以读入边界轮廓文件了。 写入轮廓文件,你也可以在指定边界或者表面的条件上创建轮廓文件。例如:你可以在一个算例的出口条件中创建一个轮廓文件,然后在其它算例中读入该轮廓文件,并使用出口轮廓作为新算例的入口轮廓。要写一个轮廓文件,你需要使用Write Profile面板(Figure 1),菜单:File/Write/Profile... 是关于Tecplot软件使用的;在这里给Tecplot新手推荐一个学习的方法: 如果你对Tecplot一点都不熟悉的话,别紧张,没关系的,你可以直接看Tecplot的动画Demo很快就能入门。 Demo网页:在“开始”->"所有程序“->"Tecplot 10"->"Tutorials"->"Tutorial" 打开网页,里面有Tecplot使用的大部分功能的动画教程,花上一二十分钟,就能对Tecplot有所了解,并可以作初步的使用了。

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